लहान जलविद्युत प्रकल्प - प्रकार आणि प्रकल्प

हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट हे घटकांचे एक संच आहेत जे एकमेकांशी जोडलेले आहेत आणि उर्जेचे (गतिशील आणि संभाव्य) विद्युत उर्जेमध्ये किंवा त्याउलट रूपांतर करतात.

विद्यमान वर्गीकरणानुसार, लहान आहेत जलविद्युत प्रकल्प (HPP) 10-15 मेगावॅट पर्यंत उर्जा, यासह:

• लहान जलविद्युत प्रकल्प - 1 ते 10 मेगावॅट पर्यंत.

• मिनी-हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट्स - 0.1 ते 1 मेगावॅट पर्यंत.

• मायक्रो-हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट - 0.1 मेगावॅट क्षमतेसह.

जलविद्युत प्रकल्पाच्या क्षमतेमध्ये प्रवाह आणि डोके निर्णायक भूमिका बजावतात. पाण्याच्या वरच्या भागात पूर्व-संचित पाणीपुरवठा वापरून प्रवाह आणि दाब नियंत्रित केला जातो. टाकीमध्ये जितके जास्त पाणी असेल तितके जास्त दाब पाण्याची पातळी आणि त्यानुसार, डोके.

जलविद्युतमध्ये वापरल्या जाणार्‍या जलविद्युत क्षमतेचा स्त्रोत म्हणजे मोठ्या मध्यम आणि लहान नद्या, सिंचन आणि पाणीपुरवठा व्यवस्था, हिमनद्यांचे उतार आणि कायमस्वरूपी बर्फ.HPPs मुख्यत्वे ते दबाव निर्माण करण्याच्या पद्धतीमध्ये, प्रवाहाच्या नियमनाची डिग्री, स्थापित मुख्य उपकरणांचा प्रकार, पाण्याचा प्रवाह वापरण्याची जटिलता (एकल किंवा बहु-कार्यात्मक) इत्यादींमध्ये भिन्न असतात.

लहान जलविद्युत प्रकल्प (लहान जलविद्युत संयंत्रे) वीज वाहिन्यांपासून दूर विखुरलेल्या स्वायत्त ग्राहकांना वीज पुरवण्यात विशेष महत्त्वाची भूमिका बजावतात. लेखात सामान्य प्रकल्पांची चर्चा केली आहे जे लहान प्रवाहांची ऊर्जा वापरतात.

वर्तमान वातावरण वापरण्याचा सेटअप अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. 1 अ. ते खालीलप्रमाणे कार्य करते. जेव्हा उभ्या वेन्स 1 वाहत्या माध्यमाने प्रभावित होतात, तेव्हा एक हायड्रोडायनामिक शक्ती उद्भवते जी बॅलास्ट रिम्स चालवते. किनेमॅटिक लिंक 3 द्वारे, समर्थन जनरेटर शाफ्टमध्ये टॉर्क प्रसारित करते, तर जनरेटर स्वतः स्थिर राहतो. हा जलविद्युत प्रकल्प सखल भागातील जलकुंभांवर चालतो ज्यांचा आकार आणि ऊर्जा त्याची क्षमता ठरवते.

तांदूळ. 1. फ्लॅट हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांटच्या ऑपरेशनच्या योजना: अ) फ्लॅट हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट, ब) ब) हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट.

जलविद्युत प्रकल्प (Fig. 1, b), हालचाल करताना, इंपेलर 6 च्या सहाय्याने द्रवाची उर्जा वापरतो. इंपेलर 1 मध्ये शाफ्ट आणि व्हॅन्स असतात. इन्स्टॉलेशन पँटून 6 वर निश्चित केलेल्या फ्रेम 7 वर आरोहित आहे. ब्लेड, पाण्याच्या प्रवाहाच्या दिशेने लंब झुकलेले, चाक 4 च्या मदतीने प्रवाहाकडे त्यांचे अभिमुखता बदलतात.

ब्लेडपैकी एक आतील आणि बाहेरील भाग एकमेकांना जोडणार्‍या संमिश्रापासून बनलेला असतो, ज्यामध्ये अक्षाच्या कोनात एक ट्रान्सव्हर्स कनेक्टर असतो आणि भाग आणि लवचिक कनेक्शनमध्ये ठेवलेल्या लवचिक पॅडमुळे ते कमकुवत होते.लवचिक कनेक्शन प्लेट्सच्या पॅकेजच्या स्वरूपात बनवले जाते ज्यामध्ये मध्यम प्रवाहाचा सामना केला जातो, परिवर्तनीय लांबीचा, ब्लेडला चिकटून आणि त्याच्या बाह्य भागाच्या संपर्कात असतो. यंत्र सपाट पाण्याच्या प्रवाहाकडे केंद्रित आहे. अप्लाइड पॉवर जनरेटिंग मशीन सिंक्रोनस आणि एसिंक्रोनस प्रकारची असू शकतात.

अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 2, कंट्रोल व्हॉल्व्ह 1 मधून द्रव प्रवाह वैकल्पिकरित्या चेंबर 2 आणि 3 मध्ये वळविला जातो आणि त्याउलट.

तांदूळ. 2. सायफनच्या प्रवाहाच्या मार्गात टर्बाइन

चेंबर्समधील द्रवाच्या घूर्णन हालचालीमुळे हवा दोलन होते आणि टर्बाइन 5 आणि जनरेटरच्या सक्रियतेसह पाइपलाइन 4 आणि 6 मधून त्यांचे ओव्हरफ्लो होते. संपूर्ण उपकरणाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, ते सिफनच्या प्रवाह मार्गामध्ये स्थापित केले आहे. समस्या-मुक्त ऑपरेशनसाठी पूर्व-आवश्यकता म्हणजे प्रवाही द्रव, मोठ्या अपूर्णांकांशिवाय स्वच्छ. या स्थापनेसाठी कचरा रॅक आवश्यक आहे.

16 kW (Fig. 3) ची शक्ती असलेली एक तरंगणारी वॉटर टर्बाइन, प्रवाहाच्या गतिज उर्जेचे यांत्रिक आणि नंतर विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. टर्बाइन हा एक लांबलचक गोलाकार घटक आहे जो पृष्ठभागावर हेलिकल पंख असलेल्या प्रकाशाच्या (पाण्यापेक्षा हलका) पदार्थाचा बनलेला असतो. जनरेटरला टॉर्क प्रसारित करणार्‍या रॉड्सद्वारे घटक दोन्ही बाजूंना निलंबित केला जातो.

अंजीर. 3. फ्लोटिंग वॉटर टर्बाइन

हायड्रॉलिक पॉवर प्लांट (Fig. 4) मिनी-जनरेटरद्वारे वीज निर्माण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे, जे एका अंतहीन ड्राइव्ह बेल्ट 1 द्वारे फिरवले जाते ज्यावर पाण्याच्या बादल्या 2 असतात. एक बेल्ट 1 ज्यावर बादल्या 2 असतात फ्रेमवर बसवले जातात. 3 लाटांवर वाहून नेण्यास सक्षम. फ्रेम 3 समर्थन 4 शी संलग्न आहे ज्यावर जनरेटर 5 स्थित आहे.

बादल्या पट्ट्याच्या बाहेरील बाजूस असलेल्या उघड्या बाजूंनी पाण्याच्या प्रवाहाच्या क्षैतिज दिशेला तोंड देतात.जनरेटरचे रोटेशन सुनिश्चित करण्याच्या स्थितीनुसार बादल्यांची संख्या निर्धारित केली जाते. संलग्न ब्लेडसह "शिडी" प्रकारचे उपकरण वापरण्याचा एक प्रकार शक्य आहे.

तांदूळ. 4. बेल्ट आणि बकेटची असेंब्ली

प्रवाहाची गतिज ऊर्जा वापरण्यासाठीच्या उपकरणामध्ये विरुद्ध काठावर पाण्यात स्थित उभ्या सिलेंडर असतात, ज्यावर रोलर ठेवलेला असतो (चित्र 5).

तांदूळ. 5. सूक्ष्म धरणाची स्थापना

ब्लेड रोलरच्या वरच्या आणि खालच्या अक्षाच्या दरम्यान माउंट केले जातात. वेन्स आणि वेलोसिटी व्हेक्टरमधील आक्रमणाच्या कोनामुळे, वाहते पाणी सिलेंडर्सना फिरवते आणि रोलरद्वारे, वीज निर्माण करणारे जनरेटर.

प्रवाहांची उर्जा वापरण्यासाठीच्या यंत्रामध्ये पाण्याच्या प्रवाहात अनुलंब स्थित इंपेलर 1 असतो, वरच्या 1 वर हिंग्ड व्हॅन्स 2 आणि खालच्या 3 रिम्स (चित्र 6) असतात. वरचा किनारा 1 जनरेटर 4 शी जोडलेला आहे. व्हॅन्स 2 ची स्थिती प्रवाहाद्वारेच नियंत्रित केली जाते: समोरच्या प्रवाहाला लंब आणि अपस्ट्रीम हालचालीच्या समांतर.

तांदूळ. 6. पाणी प्रवाहाची उर्जा रूपांतरित करणारे उपकरण

स्लीव्ह मायक्रो-हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर प्लांट 1 kW (MHES-1) मध्ये एक टर्बाइन आहे ज्यामध्ये एक गिलहरी व्हील 1, एक मार्गदर्शक व्हेन 2, एक लवचिक पाइपलाइन 3 ज्याचा व्यास 150 मिमी आहे, एक वॉटर सक्शन डिव्हाइस 4, एक जनरेटर 5, कंट्रोल युनिट 6 आणि फ्रेम 7 (चित्र 7).

तांदूळ. 7. बुशिंग मायक्रो हायड्रोपॉवर 1 किलोवॅट

या मायक्रोएचपीपीचे ऑपरेशन खालीलप्रमाणे केले जाते: पाण्याचे सेवन यंत्र 4 हायड्रॉलिक माध्यमावर केंद्रित करते आणि पाइपलाइन 3 द्वारे वरच्या पाण्याची पातळी आणि कार्यरत टर्बाइन 1, हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाच्या विशिष्ट दाबाच्या परस्परसंवादामध्ये उंचीचा फरक प्रदान करते. टर्बाइन सह नंतरचे रोटेशन चालवते.टर्बाइन 1 चा टॉर्क इलेक्ट्रिक जनरेटरमध्ये प्रसारित केला जातो.

धरणापासून 1.75 मीटर उंचीवर किंवा नैसर्गिक परिस्थितीचा परिणाम म्हणून हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाचा एक थेंब असेल तेथे सायफन हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट (चित्र 8) वापरला जातो.

तांदूळ. 8. सायफन हायड्रॉलिक युनिट

या स्थापनेचे कार्य खालीलप्रमाणे आहे: टर्बाइन 1 मधून हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाचा मार्ग धरणाच्या शिखरातून उगवतो, अंजीर. 9, टॉर्क शाफ्ट 2 आणि बेल्ट गीअर 3 द्वारे इलेक्ट्रिक जनरेटर 4 द्वारे प्रसारित केला जातो. खर्च केलेला द्रव माध्यम विस्तारित पाण्याच्या रेषेद्वारे मागील पाण्यात प्रवेश करतो.

कमी-दाब मायक्रो-हायड्रोइलेक्ट्रिक इंस्टॉलेशन (Fig. 9) कमीतकमी H = 1.5 मीटरच्या द्रव स्तंभाच्या नाममात्र डोक्यासह चालते. डूप कमी झाल्यामुळे आउटपुट पॉवर कमी होते. शिफारस केलेली ड्रॉप उंची 1.4-1.6 मीटर आहे.

तांदूळ. 9. कमी दाबाचा जलविद्युत प्रकल्प

ऑपरेशनचे सिद्धांत संभाव्य उर्जेसह हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाच्या परस्परसंवादावर आधारित आहे, रोटरीमध्ये आणि नंतर विद्युत स्वरूपात रूपांतरित केले जाते. सक्शन यंत्र 1 मध्ये, द्रव टर्बाइन 2 मध्ये प्रवेश करतो, द्रव पूर्व-भवरलेला असतो आणि, घसरणार्‍या द्रवामुळे शाखा पाईपमध्ये आणखी प्रवेश करतो, टर्बाइन 2 च्या ब्लेडशी संवाद साधतो, द्रवाच्या गतीज उर्जेचे रूपांतर करतो. शाफ्ट 3 वर टॉर्क, नंतर इलेक्ट्रिक जनरेटरवर.

P = 200 W पॉवरसह लो-प्रेशर स्टेशनचे वजन 16 किलो आहे. प्रोपेलर सेमी-डायरेक्ट हायड्रोपॉवर कन्व्हर्टरमध्ये प्रेशर पाइपलाइन 1, एक मार्गदर्शक ग्रिड 2, एक प्रोपेलर टर्बाइन 3, एक गोलाकार आउटलेट चॅनेल 4, एक टॉर्क असतो. ट्रान्समिशन शाफ्ट 5 आणि इलेक्ट्रिक जनरेटर 6 (अंजीर 10).

तांदूळ. 10. अर्ध-थेट प्रवाह कनवर्टर

या डिझाईनची विद्युत शक्ती 1-10 kW च्या श्रेणीत आहे Nm = 2.2-5.7 m. पाण्याचा वापर QH = 0.05-0.21 m 3m/s. उंचीतील फरक Nm = 2.2-5.7 m. टर्बाइनच्या फिरण्याचा वेग wn = 1000 rpm असेल.

2PEDV-22-219 इलेक्ट्रिक मोटर (Fig. 11) वर आधारित कॅप्सूल हायड्रॉलिक कन्व्हर्टर मागील हायड्रोइलेक्ट्रिक पॉवर प्लांट प्रमाणेच काम करतो ज्याचे हेड H = 2.5-6.3 m आणि पाण्याचा प्रवाह दर Q = 0.005-0.14 m 3 / s आहे. इलेक्ट्रिक पॉवर 1-5 किलोवॅट. वॉटर टर्बाइनचा व्यास 0.2 ते 0.254 मीटर आहे. हायड्रॉलिक व्हीलचा व्यास Dk = 0.35-0.4 मीटर आहे.

तांदूळ. 11. कॅप्सूल मायक्रो-हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट

डायरेक्ट फ्लो हायड्रॉलिक कन्व्हर्टर (चित्र 12) मध्ये प्रोपेलर टर्बाइन 1, मार्गदर्शक ग्रिड 2, टॉर्क ट्रान्समिशन शाफ्ट 3, इलेक्ट्रिक जनरेटर 4, एक एक्झॉस्ट पाइपलाइन 5 असते. हे प्रेशर पाइपलाइन वापरून कार्य करते.

तांदूळ. 12. थेट प्रवाह हायड्रॉलिक कनवर्टर

हायड्रोकन्व्हर्टर (चित्र 13) हे जलद गतीने चालणाऱ्या द्रव माध्यमाच्या ऊर्जेला विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.

तांदूळ. 13. जलद पाण्याच्या प्रवाहासाठी हायड्रोलिक ऊर्जा कनवर्टर

यात एक प्रोपेलर टर्बाइन 1 आहे, जो कॅप्सूल 2 मध्ये स्थित आहे आणि "क्विक करंट्स" नावाच्या पाण्याच्या प्रवाहांवर स्थापित केला आहे. कॅप्सूल मार्गदर्शक वेन 4 मध्ये स्थित आहे, जो द्रव माध्यमाच्या आत बसविला जातो. टर्बाइनमधून टॉर्क शाफ्ट 5 आणि नंतर इलेक्ट्रिक जनरेटर 6 वर प्रसारित केला जातो.